10.2 阿基米德原理 课件(共21张PPT) 2023-2024学年物理人教版八年级下册

(共21张PPT)
第2节 阿基米德原理
八年级
初中物理
第十章 浮力
1.通过实验探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，会操作、记录、分析、论证并能总结实验结论。
2.掌握阿基米德原理的内容、公式和适用条件。
3.能应用公式F浮=G排、F浮= ρ液gV排计算简单的浮力问题。
学习目标
浮力的大小
知识点一
1.探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
（1）提出问题
浮力大小=物体排开液体的重力
（2）猜想与假设
物体所受浮力的大小跟它排开液体所受的重力有什么定量关系？
①将物体用细线系住，挂在弹簧测力计下，如图甲所示，测出物体所受的重力G 物。
②将水倒入溢水杯中，使水面恰好到达溢水杯的溢水口，并在溢水口下放小桶，然后将物体慢慢地浸入水中，测出物体此时所受的拉力F 拉，如
图乙所示。
（3）进行实验
③利用公式F 浮=G 物-F 拉计算出物体此时在水中受到的浮力。
④测出小桶和物体排开的水所受的总重力G 总=G 桶+G 排，如图丙所示。测出小桶所受的重力G 桶，如图丁所示。计算出物体排开水所受的重力G 排。
⑤实验数据如下表所示，分析数据可知F 浮=G 排。
次 数 物体所受的重力 G物／N 物体在水中测力计示数 F拉／N 浮力 F浮／N 小桶和排开水所受的总重力 G总／N 小桶所受的重力 G桶／N 物体排开水所受的重力
G排／N
1
2
3
2.0 1.2 1.8 1.0
3.6 1.6 3.0 1.0
2.8 1.4 2.4 1.0
0.8
0.8
1.4
2.0
1.4
2.0
（4）实验结论
浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。
如图所示，小军利用图中实验器材验证阿基米德原理，下列说法正确的是（　　）
A．甲、乙两图可以得出，F1大于F2，说明石块重力减小
B．甲、乙两图可以得出，石块受到浮力F浮=F1-F2
C．丙、丁两图可以得出，石块排开液体受到的重力G排=F3-F4
D．由F1-F2=F3-F4可以得出，石块受到浮力等于石块排开液体所受的重力
典例1
B
解析：图甲中，溢水杯中装满水；F1表示物体的重力。图乙中，F2为物体浸在水中时测力计的示数。图丙中，F3表示空小桶的重力。图丁中，F4表示物体排开水和小桶的总重力。甲、乙两图，由于物体放入水后受重力、浮力和拉力的作用处于静止状态，由力的平衡条件可得F2=F1-F浮，则石块受到浮力F浮=F1-F2，故B正确；由于本实验中物体的重力是不变的，所以F2答案：B
浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。这就是著名的阿基米德原理。
用公式表示为：F 浮=G 排=ρ 液gV 排。
阿基米德原理
知识点二
1.内容
2.对阿基米德原理的理解
(2)物体“浸在液体中”包括“全部浸入（即浸没）”和“部分浸入”两种情况，如图所示。
浸没
部分浸入
（1）G 排是指与浸入液体中那部分物体等体积的液体所受的重力。
（3）浮力的大小等于被物体排开的液体受到的重力。
①浸没时：V排=V浸=V物，此时物体所受的浮力等于排开液体的重力，即F浮=G液=ρ液gV排=ρ液gV浸=ρ液gV物。
②部分浸入时： V排=V浸F浮=ρ液gV排=ρ液gV浸<ρ液gV物。
V排=V浸=V物
V排=V浸（4）同一物体浸没在不同的液体中时，由于液体的密度不同，所受的浮力也不同。
根据公式 F浮=ρ液g V排，浸没时， V排 =V物，当ρ液不同时，浮力也随之变化。
（5）阿基米德原理适用于液体和气体。
3.利用称重法计算物体密度的步骤
称重法测浮力F浮=G-F
阿基米德原理
如物体浸没在水中
密度公式
如图甲所示，一个金属块在钢绳拉力的作用下从水面上方匀速下降，直至金属块全部没入水中。图乙是钢绳拉力F 随时间t 变化的关系图像。若不计水的阻力，水的密度为1.0×103 kg/m3，g 取10 N/kg,下列说法正确的是（　　）
A．金属块受到的重力为500 N
B．金属块受到的浮力为3 450 N
C．金属块的体积为5×10-3 m3
D．金属块的密度为7.9×103 kg/m3
典例2
D
解析：由图乙可知，0～t1段钢绳拉力大小不变，此时金属块未接触水面，钢绳的拉力F=3950 N，金属块匀速下降，处于平衡状态，根据二力平衡条件可得，金属块的重力G =F =3950 N，故A错误。由图乙可知，t2～t3段钢绳拉力大小不变，此时金属块浸没在水中，钢丝绳的拉力为3450 N，则金属块浸没时受到的浮力F浮=G -F拉=3950 N-3450 N=500 N，故B错误。由F浮=ρ水gV排可知，金属块排开水的体积 ，因为此时金属块浸没在水中，所以金属块的体积V=V排=5×10-2 m3，故C错误。由G =mg可知，金属块的质量 ,金属块的密度 ，故D正确。
答案：D
课堂小结
浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等
阿基米德
原理
浮力的大小
阿基米德原理的应用
F浮=G排=ρ液gV排
阿基米德原理
随堂练习
1. 两个相同的烧杯中分别装满了两种不同的液体，把甲、乙两物体轻轻放入两杯液体，最后处于如图所示状态。甲、乙排开的液体的重力相等。甲、乙所受浮力相比（ ）
A.甲所受浮力更大
B.乙所受浮力更大
C.甲、乙所受浮力一样大
D.不知道液体密度无法比较浮力大小
乙
甲
C
2.将质量相同的实心铁球和实心铝球分别挂在两个弹簧测力计下，然后将它们浸没在水中，比较两弹簧测力计的示数（ρ铁＞ρ铝）（　　）
A．挂铁球的示数比挂铝球的示数大
B．挂铁球的示数比挂铝球的示数小
C．挂铁球的示数和挂铝球的示数相同
D．无法确定
A
3．如图所示，水平桌面上两个相同的长方体玻璃缸装满了水，水中分别漂浮着大、小两只玩具鸭。甲、乙两图中水对缸底的压强分别为p1和p2，缸对桌面的压强分别为p3和p4。两只玩具鸭受到的浮力分别为F1和F2，则它们的大小关系为（　　）
A．p1=p2，p3＞p4，F1＞F2
B．p1=p2，p3＞p4，F1=F2
C．p1＞p2，p3=p4，F1＞F2
D．p1=p2，p3=p4，F1＞F2
D
4.有一30 cm高的轻质薄壁柱形容器，底面积为200 cm2，内放置一个底面积为100 cm2，高为16 cm的柱形木块，木块底部与容器之间栓有一根10 cm的轻质绳子，现在往容器中缓慢倒入某种液体，容器底部所受液体压强随着倒入液体质量的关系如图所示，图中m1=960g, p3=2080 Pa,下列说法正确的是（　　）
A．木块质量为1280 g
B．液体密度为900 kg/m3
C．m2=2560 g
D．倒入液体质量为3680g时，液体压强为2480 Pa
C